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輸電線路接地網存在的問題及改造措施
發布時間：2020-07-02 瀏覽次數：5639次
輸電線路接地網存在的問題及改造措施
張云都，蒲曉羽
(武漢大學)
[摘 要] 早期設計的輸電線路接地網，由于設計及建設標準偏低，接地體材料大多采用扁鋼，不耐腐蝕，加上高土壤電阻率地區接地體面積過小，是造成高壓輸電線路投運后發生雷擊事故的主要原因。因此，接地體的截面積應符合sJD8—29《規程》要求，引下線截面積應為接地體截面積的1．4倍，引下線要進行涂瀝青漆防腐處理，并實行“雙接地”；水平和垂直接地體埋深宜增至0．8 m，且最好使用高效膨潤土防腐降阻劑，以降低接地電阻和提高防腐蝕性能。
[關鍵詞] 輸電線路 接地網 改造
當雷擊桿塔或避雷線時，雷電流經過桿塔、接地網流人大地，從而保護電力線不被雷擊。因此，接地網的好壞直接影響到防雷效果。
近年來，許多高壓輸電線路都曾出現過雷電繞擊、反擊、線路跳閘的事故，特別是一些運行多年或經過高土壤電阻率地區的輸電線路更是頻頻發生事故。其主要原因是由于接地電阻過大，接地網存在問題。因此探討高壓輸電線路桿塔接地網的問題，提出相應的改造措施十分必要。
1 接地網存在問題的原因分析
1.1 接地網設計不合理
接地網設計不盡合理。我國20世紀七八十年代的接地系統設計及建設標準偏低，接地網大多利用扁鋼作為接地體材料，不耐腐蝕，加上高土壤電阻率地區接地體面積過小，接地電阻過大，是造成高壓輸電線路投運后發生雷擊事故的主要原因。
1.2 施工不達工程要求
高壓輸電線路施工線長面廣，各處土壤、地質環境又不相同，加上施工人員責任心不強，又缺乏必要的監督，造成接地體埋深不夠，有的甚至部分裸露；回填土未達要求，填土后又未夯實；接地引下線與接地網及接地網與接地網之間焊接未達標等，使得接地電阻過大，腐蝕嚴重，有的甚至斷開，不能很好泄流。
1.3 接地網腐蝕嚴重
接地網發生腐蝕后，通常呈現局部腐蝕狀態，接地網碳鋼材料變脆、起層、松散，甚至會出現多處斷裂，特別是埋設在酸堿性較強土壤中的接地體，腐蝕更是嚴重。在開挖檢查中發現所有被銹蝕的接地網，其銹蝕最嚴重的部位是在接地引下線、垂直接地體入土處至水平接地體彎曲處，有的接地引下線競被銹斷。受腐蝕的接地網，其導電性能大大降低，接地電阻增大。
2 改造方案
2.1 合理的設計
2.1.1 接地引下線
接地引下線是連接桿塔與接地體的連線，其通過的電流是系統接地的全部電流，所以引下線截面應大于接地網用材的截面積，按工程要求兩者可取1.4:1。對于高土壤電阻率地區，可采用2根引下線分別接到縱橫交叉的接地帶上，且引下線與接地體必須按規范要求焊接牢固。
2.1.2 接地體
根據SJD8-29《電力設備接地設計技術規程》的要求，接地體截面積的計算公式為：
對于土壤電阻率較高地區，接地體面積應適當增大，有的還要加裝垂直接地體，以增強泄流能力，增強可靠性。
2.2 施工要達標
2.2.1 接地網的埋設
淺層土壤中含有各種雜質和化合物，是產生濃差電勢的根源。如接地體埋設于此層土壤中，濃差電勢將會使接地體較快腐蝕。
深層土壤較為純凈，所含雜質較小，且接地體埋深加大，接地電阻的季節性變化系數變小。為延長接地網壽命，建議加大接地網埋設深度，將水平及垂直接地體距地面的埋深增至0.8m。另外接地體的回填土應不含雜質，且每填土30 cm應夯實一次。
2.2.2 接地網的焊接
在進行接地網焊接時，應嚴格按規程規定，焊接長度應足夠，且應兩邊施焊，嚴禁點焊。有T接或十字焊接時應加以扁鐵。
2.3 接地網的防腐措施
輸電線路接地網腐蝕問題直接影響線路的防雷效果，威脅線路的安全運行，因此，在改造時必須采取有效的防腐措施。
2.3.1 合理的利用舊地網
對于腐蝕不嚴重的接地網，可以利用原接地網進行改造，即做一部分新接地網，且新舊接地網要多點連接。這樣既可以有效地利用舊接地網，又可節約人力，物力，達到事半功倍的效果。
2.3.2 重新鋪設新地網
對于腐蝕嚴重的地網必須改造，重新鋪設，同時要采取防腐措施。
(1)為有效降低接地電阻，防止接地網腐蝕，在接地網改造時，要使用高效膨潤土防腐降阻劑，以降低接地電阻和提高防腐蝕性能。特別是對接地引下線應采用此措施。
(2)對桿塔接地最好采用2根接地引下線與地網的不同點可靠地焊接，即實行“雙接地”。焊口的長度應大于圓鋼直徑的6倍，并應對焊口刷防銹漆。
(3)對接地引下線，即從地面人土處到水平接地體要進行涂瀝青漆處理，以避免濃差電勢引起的電化學腐蝕。
(4)對腐蝕特別嚴重的粘土、黃土環境，應采用“金屬防腐”技術，如對接地引下線，應進行鍍鋅鎳處理，或采用加入稀土元素的圓鋼作為接地體和接地引下線。
2.4 合理使用降阻劑
為降低高土壤電阻率地區的接地電阻值，可以考慮使用降阻劑，但必須十分慎重?？蛇x用物理型CC系列降阻劑，該降阻劑時效長、無腐蝕，且降阻劑本身具有很強的滲透性，降阻效果明顯。使用時應嚴格按技術要求，確保降阻效果。
3 注意檢查與維護
(1)定期巡視檢查桿塔的接地引下線是否完好，如被破壞應及時修復，并定期進行防腐處理。(2)定期檢查接地螺栓是否生銹，與接地體的連接是否完好，螺絲是否松動，應保證與接地線有可靠的電氣接觸。(3)檢查接地裝置是否遭到外力破壞，是否被雨水沖刷露出地面，并每隔3年開挖檢查其腐蝕情況。(4)每年冬季土壤干燥時，要測量接地裝置的接地電阻是否超標，如超標應及時改造。(5)每隔5年，應根據電網接地短路電流的變化和接地體的銹蝕情況，校核一次接地線和接地體的短路電流熱穩定是否滿足要求，如不能滿足要求應及時改造。
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